劉碧雷

摘? 要：實驗教學(xué)是物理教學(xué)中非常重要的組成部分。在物理教學(xué)中要重視實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生形成自主探究的意識，這是每一個物理教師研究的重要課題之一。下面，筆者結(jié)合物理教學(xué)實際就初中物理實驗教學(xué)中科學(xué)思維培養(yǎng)的策略談幾點做法。

關(guān)鍵詞：初中物理;實驗教學(xué);思維發(fā)展

實驗作為初中物理整體教學(xué)的有機組成部分，對學(xué)生形成深刻的物理認知、建立完善的物理框架體系都有極為重要的意義及作用。也正因為如此，初中物理教師應(yīng)當(dāng)想方設(shè)法提升初中物理實驗教學(xué)的效率與質(zhì)量，以助力學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。長期從事初中物理教育教學(xué)工作，我收獲頗深，僅將個人物理實驗教學(xué)的有效做法簡單總結(jié)如下。

一、科學(xué)設(shè)計實驗步驟促進學(xué)生思維發(fā)展

在當(dāng)前初中物理實驗教學(xué)中，大多數(shù)教師會提前為學(xué)生設(shè)計好實驗步驟，并提供相應(yīng)的實驗器材，學(xué)生只需要按部就班地完成即為完成了實驗教學(xué)任務(wù)。但物理實驗的根本目的其實是通過實驗設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，這也是學(xué)生在將來從事科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)能力。因此，在物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)注重對學(xué)生物理實驗自主設(shè)計能力的培養(yǎng)。教師要讓學(xué)生結(jié)合書本理論知識和操作注意事項，自行設(shè)計實驗，通過科學(xué)設(shè)計實驗步驟有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。例如在“探究阻力對物體運動的影響”實驗教學(xué)中，教師可為學(xué)生提供相應(yīng)的實驗器材，引導(dǎo)學(xué)生先在稿紙上畫出實驗裝置設(shè)計圖，再根據(jù)實際情況進行調(diào)整，最終獨立完成實驗設(shè)計，然后再按操作步驟進行實驗。在這一過程中教師發(fā)揮引導(dǎo)者的作用，給予學(xué)生相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，指出實驗設(shè)計中存在的問題并提出改進意見，但主動權(quán)還是要掌握在學(xué)生手中，真正實現(xiàn)以物理實驗培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)設(shè)計實驗的能力，促進學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展。實驗是驗證科學(xué)理論推斷的重要方法，在初中物理教學(xué)過程中，物理實驗也是學(xué)生驗證理論知識正確與否的有效手段。因此，在物理實驗開始之前，教師可以針對學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)情景，引導(dǎo)學(xué)生在物理實驗中進行自主觀察，根據(jù)觀察內(nèi)容，利用類比推理、邏輯推理等科學(xué)方法對實驗結(jié)果進行科學(xué)推理，最終將推理結(jié)果與實驗結(jié)果相對比，尋找二者之間的差異，進一步探討實驗現(xiàn)象和相關(guān)問題，加強物理實驗教學(xué)中的科學(xué)思維培養(yǎng)。

二、注重對實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的收集來推動思維發(fā)展

初中物理實驗的初衷是將實驗結(jié)果與猜想進行對比，驗證科學(xué)理論的嚴謹性。因此，在物理實驗過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)進行收集，對實驗結(jié)果進行討論與分析，推動學(xué)生科學(xué)論證思維的發(fā)展。例如，在研究“阿基米德原理”時，教師首先提出設(shè)想：物體所受到的浮力是否是決定物體能否漂浮在液體表面的關(guān)鍵？隨后教師帶領(lǐng)學(xué)生進行物理實驗，利用小球在水中浮沉的現(xiàn)象推斷出：當(dāng)浮力小于重力時物體下沉，當(dāng)浮力大于重力時物體漂浮于液體表面，最終推導(dǎo)出“物體能否漂浮在液體表面是由浮力與重力共同決定的”結(jié)論。如此通過實際操作幫助學(xué)生驗證科學(xué)理論，一方面加深學(xué)生對于理論知識的印象，幫助學(xué)生深入理解知識要點，另一方面還可以使學(xué)生養(yǎng)成利用實驗進行科學(xué)探究與論證的習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、立足學(xué)生生活，踐行生活化實驗教學(xué)理念

提到實驗，大部分教師認為其必須要在物理實驗室才能完成。實則不然。初中物理學(xué)科所涉及的知識與我們?nèi)粘Ｉ钣忻芮械穆?lián)系，所涉及的物理實驗內(nèi)容更是可以借助生活中常見的事物進行。初中物理教師應(yīng)當(dāng)有意識地改變學(xué)生關(guān)于物理實驗專業(yè)設(shè)備才能進行的固有認知，有意識地從學(xué)生實際生活出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生開展生活化的物理實驗。例如在教學(xué)“光的折射”這節(jié)知識時，我便帶領(lǐng)學(xué)生利用家庭中常見的透明礦泉水瓶、水、一張畫有小魚的紙做了如下的趣味實驗：首先，將畫有小魚的紙張放在透明礦泉水的一側(cè)，這時透過透明礦泉水瓶可以看到對面有一條小魚。接著，持續(xù)往透明礦泉水瓶中加入水，直到位置比小魚的位置稍高一些，這時，再觀察畫有小魚的紙張，會驚奇地發(fā)現(xiàn)小魚游的方向竟然發(fā)生了變化。該物理實驗的器材簡單，操作步驟也非常容易，但卻蘊含著豐富的物理奧秘。如此一來，借助這一物理實驗現(xiàn)象及其相關(guān)結(jié)果便使學(xué)生的物理實驗認知及其探索熱情都得到了充分的鍛煉與發(fā)展，而這顯然也大大提升了初中物理實驗教學(xué)的整體效益及其質(zhì)量。

日常生活中的很多器具都具有實驗功能，只是需要教師和學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。用日常器具做物理實驗，可以確保實驗過程直觀、簡便，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)理解。在對學(xué)生開展物理實驗教學(xué)的過程中，需要秉承節(jié)約的原則，利用身邊物品，開展物理實驗。這不僅可以讓學(xué)生感受到物理實驗與生活的緊密度，從而簡化物理實驗的難度，也可以確保每名學(xué)生都可以擁有物理實驗道具，提高物理實驗教學(xué)效率。同時，很多物理實驗不受時空的限制，可以讓學(xué)生隨時隨地進行物理實驗，突破了傳統(tǒng)層面去物理實驗室進行實驗的不便。此外，在涉及一些物理實驗教具，但學(xué)校卻沒有或不便于使用的情況下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考用其他常見生活物品進行替代，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)替代品同樣能夠開展實驗。再者，教師應(yīng)對學(xué)生進行鼓勵，充分調(diào)動學(xué)生的物理知識學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生產(chǎn)生物理學(xué)習(xí)情感，增強物理學(xué)習(xí)主體意識。同時，教師還可以鼓勵學(xué)生自行根據(jù)物理教材中的知識內(nèi)容，設(shè)計物理實驗過程，這可以激發(fā)學(xué)生的物理知識分析思考能力、物理創(chuàng)新性能力，能夠有效確保學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。

四、依托信息技術(shù)，實施信息化初中物理實驗教學(xué)模式

初中階段學(xué)生的抽象化思維尚未全面形成，為此，他們在遇到一些較為抽象與復(fù)雜的內(nèi)容時表現(xiàn)得有些吃力，實際學(xué)習(xí)與掌握的效果也不甚理想。針對這一情況，教師有必要結(jié)合本學(xué)科實際教學(xué)的特點，創(chuàng)設(shè)直觀化、形象化的教育氛圍及其環(huán)境。信息技術(shù)本身具備直觀形象的特點，在達成上述教育目標方面有自身優(yōu)勢，為此，教師不妨依托信息技術(shù)，實施信息化的初中物理教育教學(xué)活動。例如，在教學(xué)“升華和凝華”這節(jié)知識時，由于兩者的概念極為相似，學(xué)生非常容易混淆，但由于客觀原因又無法在課堂內(nèi)進行實驗以加深學(xué)生印象，我便在物理教學(xué)活動中有意識地借助信息技術(shù)手段為學(xué)生播放了升華和凝華的現(xiàn)象。像嶄新的電燈泡的鎢絲是怎么一天天變黑的;放在衣柜里的樟腦丸一天天變小，直到最后完全消失了;冬天晾在室外的衣服，一直呈現(xiàn)硬邦邦的冰凍狀態(tài)，但是令人驚奇的是，其竟然也能晾干……這些都是短時間內(nèi)無法通過實驗看到的現(xiàn)象，但是借助信息技術(shù)，卻能在較短的時間內(nèi)將其過程有效歸納，進而以一種直觀而形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)生。這種播放視頻呈現(xiàn)過程的實驗方式也屬于初中物理實驗教學(xué)的有機組成，有助于學(xué)生借助物理實驗獲得深刻的物理學(xué)習(xí)認知。

又如在教學(xué)“液體的壓強”時，教師要求學(xué)生掌握液體內(nèi)部的壓強特點，以及影響液體壓強大小的因素。由于這部分知識點比較抽象，需要學(xué)生將以前學(xué)過的力和密度進行靈活應(yīng)用，因此學(xué)生在短時間內(nèi)難以掌握這部分知識。針對這種情況，教師可以在講課前通過網(wǎng)絡(luò)查找液體壓強的相關(guān)視頻，這樣學(xué)生在觀看的過程中，可以更為直觀地了解液體壓強的概念和影響因素。在學(xué)生觀看結(jié)束之后，教師可以采用探究提問的教學(xué)方式，促使學(xué)生在解決問題中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維。比如，教師可以針對視頻中的內(nèi)容以及課本中的知識點詢問學(xué)生“視頻主要講述了什么內(nèi)容？液體對容器的底部和側(cè)壁有壓強嗎？液體本身有沒有壓強？”等，當(dāng)教師將問題羅列好后，教師可以將學(xué)生按照課堂學(xué)習(xí)能力進行分組，在分組中將學(xué)習(xí)能力強和學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生組織到一起，這樣他們在解決問題的過程中，可以分析其他同學(xué)的學(xué)習(xí)方式，加強他們的創(chuàng)新探索能力。因為這部分知識點比較難，防止學(xué)生在交流的過程中出現(xiàn)側(cè)重點偏移的情況，教師可以在他們進行交流時提問，采用化繁為簡的方式將原來的問題劃分成不同的小問題，這樣可以明確解決問題的方向，促使他們更好地投入到探索問題的學(xué)習(xí)中來。

五、培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神，提高科學(xué)思維的品質(zhì)

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師以口頭傳授的方法將理論知識灌輸給學(xué)生，學(xué)生的任務(wù)就是將理論知識理解并運用到實際做題中，這樣的填鴨式教育導(dǎo)致學(xué)生對理論知識一知半解，有疑問也無法得到論證。物理實驗恰好解決了這一問題。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會對理論知識產(chǎn)生質(zhì)疑，教師此時就可以利用學(xué)生的質(zhì)疑引導(dǎo)其對科學(xué)理論進行思考，改變以往全盤被動接受的局面，促進學(xué)生自主思考。例如，在探究“焦耳定律”實驗中，學(xué)生往往會提出以下疑問：電壓大小能否影響電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量？此時教師就應(yīng)對學(xué)生的問題重視起來，利用當(dāng)前實驗設(shè)施和生活常識進行驗證。教師可以以家用電器為例提出問題：什么情況下家用電閘空氣開關(guān)會自動跳閘？學(xué)生經(jīng)過討論最終得出“并聯(lián)電器越多導(dǎo)致傳導(dǎo)溫度變高最終跳閘”的結(jié)果，教師提示“并聯(lián)家用電器在使用過程中電壓始終為220V，并沒有變化”，最終學(xué)生得出“電壓并不能影響電流通過導(dǎo)體時的熱量”的結(jié)果。如此，學(xué)生在質(zhì)疑之中加深了對于理論知識的印象，教師也在論證之中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。

六、開展小組合作，組織合作化的初中物理實驗教學(xué)活動

初中學(xué)生的能力有限，為此，物理教師不妨嘗試引導(dǎo)學(xué)生進行小組間的合作與交流，以小組為單位開展充滿探究的合作化活動。相信，這對于學(xué)生獲得合作能力以及深刻的物理認知都有極為重要的意義。我在自身的初中物理實驗教學(xué)活動中很好地踐行了上述觀點，得到的反饋良好。例如在教學(xué)“探究——摩擦力的大小與什么有關(guān)”這一物理實驗的時候，我并沒有只是在講臺前做演示性質(zhì)的物理實驗，而是鼓勵學(xué)生按照就近原則組合成學(xué)習(xí)小組，并以小組為單位提出猜想，進行驗證，并嘗試根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律與結(jié)論。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采用合作實驗的教學(xué)方式，讓他們在合作實驗的過程中學(xué)習(xí)其他同學(xué)分析實驗的邏輯，提升自身的動手能力和創(chuàng)新思維。例如在教學(xué)“運動的快慢”時，教師要求學(xué)生掌握速度的相關(guān)公式，以及勻速直線運動、變速運動的相關(guān)概念。針對這樣的教學(xué)目標，教師可以將學(xué)生分成不同的隊伍，在分隊的過程中，將動手能力較強和動手能力較弱的學(xué)生組織到一起，這樣他們在合作實踐的過程中可以相互學(xué)習(xí)對方身上的長處。當(dāng)教師將班級上的同學(xué)分好隊伍后，可以組織他們進行合作實驗，因為學(xué)生的動手能力有限，他們在實驗的過程中可能會出現(xiàn)實驗操作順序錯誤或者不當(dāng)?shù)那闆r，這時，教師先不要打斷學(xué)生的實驗步驟，讓他們在實驗的過程中通過自己的摸索發(fā)現(xiàn)問題。為了防止學(xué)生在實驗的過程中出現(xiàn)實驗操作步驟遺忘的情況，教師可以讓每個隊伍的學(xué)生記錄自己的實驗步驟、實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)果，在實驗結(jié)束后，讓不同隊伍推薦一名代表，在課堂上講述自身的實驗過程以及結(jié)果，在學(xué)生講述的過程中，可以讓其他隊伍的同學(xué)進行補充，這樣可以促使他們在補充交流的過程中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維能力。

七、結(jié)語

總而言之，初中物理教師應(yīng)當(dāng)積極探索有效的物理實驗教學(xué)策略，切實以實驗為載體，推動學(xué)生收獲物理知識、鍛煉物理能力、獲得物理素養(yǎng)的成長與進步。加強實驗器材的投資力度，提高器材和教學(xué)內(nèi)容的匹配程度，借助多媒體的教學(xué)方式，加強學(xué)生的探索能力，通過合作實驗的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

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（責(zé)任編輯：陳華康）